煤矿安全培训课件--矿井水灾及其预防.ppt

1,矿井灾害防治技术与理论,矿井水灾及其预防,2,5.1.1矿井水害基本概念1．矿井水凡是在矿井开拓、采掘过程中渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃入井巷或工作而的任何水源水，统称为矿井水。2．矿井突水简称突水凡因井巷、工作面与含水层、被淹巷道、地表水体或含水的裂隙带、溶洞、洞穴、陷落柱、顶板冒落带、构造破碎带等接近或沟通而突然产生的出水事故，称为矿井突水。3．矿井水害凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的、增加吨煤成本和使矿井局部或全部被淹没的矿井水，都称为矿井水害。,,矿井水灾及其防治5.1矿井水害概述,3,5.1.2我国煤矿水害的分布,,矿井水灾及其防治5.1矿井水害概述,图5.1中国煤矿水害分区示意图1华北石炭二叠纪煤田的岩溶裂隙水水害区；2一华南晚二叠世煤田的岩溶水水害区；3一东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；4一西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；5一西藏滇西中生代煤田的裂隙水水害区；6一台湾第三纪煤田的裂隙孔隙水水害区,4,5.1.3矿井水害类型１地表水水害水源大气降水、地表水体（江、河、湖泊、水库、沟渠，坑塘、池沼、泉水和泥石流）。途径井口、采后冒裂带、岩溶地面塌坑或洞、断层带及煤层顶底板或封孔不良的旧钻孔充水或导水。２老空水水害水源古井，小窑、废巷及采空区积水。进入矿井途径采掘工作面接近或沟通老空时，老空水进人巷道或工作面。３孔隙水水害水源第三系、第四系松散含水层孔隙水、流沙水或泥沙等，有时为地表水补给。途径采空冒裂带、地面塌陷坑、断层带或煤层顶、底板含水层裂隙及封孔不良的旧钻孔导水。,,矿井水灾及其防治5.1矿井水害概述,5,5.1.3矿井水害类型４裂隙水水害水源砂岩、砾岩等裂隙含水层的水，常常受地表水或其他含水层水的补给。途径采后冒裂带、断层带、采掘巷道揭露顶板或底扳砂岩水，或者封孔不良的老钻孔导水。5薄层灰岩岩溶水水害水源主要为石炭二叠系煤田的太原群薄层灰岩岩溶水，并往往得到中奥陶系灰岩水补给。途径采后冒裂带，断层带及陷落柱、封孔不良的老钻孔，或采掘工作面直接揭露薄层灰岩溶裂隙带突水,,矿井水灾及其防治5.1矿井水害概述,6,5.1矿井水害类型6厚层灰岩水水害水源煤层间接顶板厚层灰岩含水层，并往往受地表水补给。途径采后冒裂带、采掘工作面直接揭露或地面岩溶塌陷坑。7厚层灰岩水水害水源煤系或煤层的底板厚层灰岩水（在我国煤矿区主要是华北的中奥陶系厚层（500-600m）灰岩水和南方晚二叠统阳新灰岩水），对煤矿开采威胁最大，也最严重。途径采后底鼓裂隙、断层带、构造破碎带、陷落柱或封孔不佳的老钻孔和地面岩溶塌陷坑吸收地表水。,,矿井水灾及其防治5.1矿井水害概述,7,5.1.4矿井充水途径,,矿井水灾及其防治5.1矿井水害概述,8,5.1.5煤矿防治水害的方法简介,,矿井水灾及其防治5.1矿井水害概述,9,5.1.5煤矿防治水害的方法简介,,矿井水灾及其防治5.1矿井水害概述,10,5.2.1突水预兆5.2.1.1一般预兆1煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且琳水可由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹。2工作面气温降低，或出现雾气及硫化氢气味。3有时可闻到水的“嘶嘶”声。4矿压增大，发生片帮冒顶及底臌。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,11,5.2.1突水预兆5.2.1.2工作面底板灰岩含水层突水征兆1工作面压力增大，底板臌起，底臌量有时可达500mm以上。2工作面底板产生裂隙，并逐渐增大。3沿裂隙或煤帮向外渗水。随着裂隙的增大，水量增加，当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊，底板活动时水变混浊、底板稳定时水包变清。4底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有“嘶嘶”声或刺耳水声。5底板发生“底臌”，伴有巨响，水大量涌出，水色乳白或呈黄色。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,12,5.2.1突水预兆5.2.1.3冲积层水的突水征兆1突水部位发潮，滴水，滴水逐渐增大，仔细观察可发现水中有少量细砂。2发生局部冒顶，水量突增并出现流砂。流砂常呈间歇性，水色时清时混，总的超势是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出。3发生大量溃水、溃砂，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。以上征兆是典型情况，在一些突水过程中，并不一定全部表现出来，所以．应该细心观察，认真分析、判断。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,13,5.2.2突水水源的分析与判断矿井突水的因素，可从以下几个方面进行分析；1煤层底板接近强含水层，致使水突破隔水层。2底版有断层、裂隙、隐伏的陷落往，致使地下水垂向补给。3采掘工作面接近或揭露含水陷落柱。4断层使强含水层与煤层中的落层灰岩含水层接触，地下水发生侧向补给。5工作面接近或揭露与强含水层串通的钻孔。6浅部露头补给。7地表水和冲积层水补给。8断层带含水，并与地表水或强含水层沟通。9采掘工作而揭露含水层或含水溶洞。10上下采空区被导水裂缝带连通。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,14,5.2.1突水水源的分析与判断1、直观分析法矿井突水后，应仔细观察突水点及周围情况，包括出水点的位置、周围的地质情况、巷道压力，以及水的气味、颜色、声音、水压、水温及水中携带的物质。2、水文地质条件分析法发生突水后，应对突水的水文地质条件进行综合分折。3、水化学试验及示踪试验,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,15,5.2.3不同水源突水现象及特征,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,16,5.2.3不同水源突水现象及特征,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,17,5.2.4易发生突水的地段据统计，当煤层底板存在强含水层时，在下列构造部位突水机率最大。1断层交叉或汇合处如焦作演马庄矿北东向的F3断层与东西向的3条小断层相交处均发生突水，其突水量分别为l20m3／min、57m3／min和89m3／min。2断层尖灭或消失端一带如演马庄矿F4断层的尖灭地段及峰峰二矿F13断层尖灭地段都曾发生突水，其突水量分别为15m3／min利14.4m3／min。3褶曲轴部裂隙密集带或小断裂密集带如焦作王封矿西部背斜轴一带常突水。4背斜倾伏端一带如湖南煤炭坝、斗笠山、双狮岭等矿区的倾伏背斜的倾伏端一带突水频繁，突水点水量占全矿区涌水量的90％以上。5两条大断层相互对扭地带即张扭性破碎带如焦作中马村矿西端李河断层和东端李庄断层形成对扭状态，导致这一地段小构造密集．突水频繁。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,18,5.2.4易发生突水的地段6与导水或富水大断裂成入字型连接的小断裂带如李封矿一采煤区的四条与凤凰岭断层呈入字型连接的小断层两侧，突水点成群分布。7复合部位小断层与次级小褶曲轴在地层倾向急剧转折带上的复合部位，或小褶曲轴与地层倾向转折带的复合部位或平缓小褶曲翼部。如峰峰四矿中奥灰水垂向进入大青灰岩的补给通道恰处在这类复合地段。其单孔最大放水量为15m3／min，采掘面过此地段必然突水。8压性断裂下盘、张性断裂上盘因富水性强，井巷通过或接近时须切割强含水层，往往发生突水。9新构造活动强烈的断裂带，如峰峰矿区62％的突水发生在活动强烈的北东东030）一组断裂带处，淄博矿区则有70％的突水点分布在北西和近东西向活动的两组断层带上。l0不同力学性质的断裂组成的断裂带，富水性最强，易于发生突水。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,19,5.2.5采掘前的突水预测5.2.5.1水文地质方法1水文地质分区图利用矿区已有的地质构造、突水点分布、水量及其稳定程度，或单孔放水量、岩溶发育及充填程度，以及观测孔水压、水质、水温等资料进行综合整理、分析后，编制具有岩溶水强径流带或低水位槽带或富水程度不同块段的分区图。将易于突水的构造部位，进一步分成亚区，预测可能发生突水的大致范围或地段。2矿区或采区底板突水预测图在水文地质分区的基础上，对矿区或突水性最强的地段，利用隔水层等厚线、隔水层顶面等高线、采矿对底板岩层的破坏深度、含水层等水压线以及采上层煤见到的小断层和陷落柱等图纸和资料进行综合分析后，编制突水预测图；圈出相对安全区和突水危险区。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,20,5.2.5采掘前的突水预测5.2.5.1水文地质方法3导水陷落柱预测在前述有陷落柱分布的图件上，将煤系砂岩水或薄层砂岩水和煤层底板厚层灰岩水的等水压线图，综合制成导水陷落柱预测图。在图上可以圈出煤系砂岩水或薄层灰岩水的高水压区，或在放水、突水时出现的这类高水压区与底板中奥灰水的低水压区重合或对应的地段，即陷落住所在地段。其陷落柱往往是导水的。如开滦范各庄矿的导水陷落柱分布地段，其砂岩水呈高水压特征。我国利用放射性测量方法，在地面确定陷落往的平面位置，己初见成效，但有待进一步完善。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,21,5.2.5采掘前的突水预测5.2.5.2统计学方法1突水系数法目前我国一些矿区采用突水系数Ts，对底板含水层水突出进行预测，己取得良好的效果。其表达式为式中p隔水层底面承受的水压值MPa;M0等效隔水层厚度m；CP一采动对底板的破坏深度614m;Mi各隔水岩层的真厚（m）；mi各隔水岩层的岩性换算系数砂岩为l，砂页岩为0.7，页岩为0.5，断层岩石为0.35；n隔水层层数。用算出的某一地段安全等效隔水层厚度或突水系数值，小于其实际的等效隔水层厚度或临界突水系数值时，则此地段采煤是安全的，否则可能突水。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,22,5.2.5采掘前的突水预测5.2.5.2统计学方法2二级判别分析法判别函数影响底板水突出的因素能观测到的特征量XKK＝l,2,，P作为预报因子，将其进行线性组合后，构成判别函数，即式中CK常数。突水用A代表及不突水用B代表两类现象的XK值和Y值都不同。根据测得的资料，解出常数CK后，可求出两类情况的Y值，即取其加权平均值Y0作为判别指标，即式中N1、N2为两类现象的统计数据量。则Y＞Y0预测A类出现；Y＜Y0预测B类出现。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,23,5.2.5采掘前的突水预测5.2.5.2采掘过程中的突水预测在前述顶测工作的基础上，对有突水危险的地段，或易于发生突水的构造部位及其附近地段，采取下列方法进行预测。1．钻探方法1探测高水压区在安全的超前距内，布设探水孔，探测中奥陶统以上各薄层灰岩含水层的水压值，若其值等于或接近中奥灰水水压，则有发生突水的危险；其值若远远低于中奥灰水水压差0.41.0MPa以止，则不突水。井陉矿区采用这种方法取得了良好的效果o2探测底板水的导升高度所谓导升高度，即底板水在其水头压力及毛细管力的作用下，沿隔水层内的构造裂隙缓慢地导升到的某一高度。显然，在不同地段、不同水头压力下，其导升高度亦不同。当导升高度上界进入或达到矿压破坏区时，往往发生突水。因此，可用站孔探测底板水的导升高度，进行灾水预测。如井陉矿区采用这种方法收到显著效果。,,矿井水灾及其防治5.2突水及其预测,24,5.3.1地表水防治工程的设计原则及依据5.3.1.1设计原则地表水防治工程设计在保障井下安全生产和减少排水费用的原则下，应照顾工农业及其它部门的要求，并与矿井疏干排水及其它防治措施统一规划。,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,25,5.3.1地表水防治工程的设计原则及依据5.3.1.2设计依据1据煤炭工业设计规范的规定，防洪标准应根据企业性质、规模、受淹损失因素综合者虑。2防拱设计标高应按设计频率来计算水位包括壅水和风浪袭击高度，加安全高度。安全高度在平原地区为0.5m，山区为1.0m。井口标高还应按校核频率进行检验，当井口标高低于按校核频率计算的洪水位时，应按其检验结果提高井口标高或采用其它安全措施。3场外强水沟的设计频率，应根据企业类型、汇水面积、地形特点及溢流时间的影响来考虑，其范围为1/251/10。截水沟设计的安全高度一般不小于0.3m。如流域面积小于1.0km2，其高度不应小于0.2m。4受洪水和内涝成胁的矿区，如已有坚固的区域性防洪堤，经省、市、自治区煤管用批准，可按防洪堤内涝水进行防洪设计。其设计洪水频率标准按规定选取。,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,26,5.3.2山区矿井地表水的防治1地表水向井下严重渗漏，汛期威胁矿井安全时，应在漏水段进行河床铺底或修建人工河床；也可采用河流改道的办法。2在高原山地有典型岩溶的矿区，为减少暴雨时的井下高峰涌水量，保证矿井安全，对利用地势，开凿截水平硐，截疏灌向岩溶暗河的河水含洪水。3当河谷下煤层顶底板坚硬，采后形成塌陷构坑，无条件充填或修人工河床时，应在塌陷沟的上游外围挖截水沟，在沟谷处修建渡槽。地形有利时，沟河可以改道。,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,27,5.3.2山区矿井地表水的防治4采矿井井口、平硐硐口的标高低于设计流量标准的洪水位，或确实受到洪水威胁时，应作如下处理1拓宽主沟，加大洪水下泄能力。2浚深沟底，或浚深与拓宽同时进行。3必要时，在上游开挖新的分洪道以分流洪水，减少原排洪沟的下泄水量。为确保分洪道分流水量，应在分洪道和原排洪沟衔接位置的下游修建节制闸。4在平硐硐口位置修建集水塘，以堤坝将集水塘和排洪主沟分开，在堤坝上修涵闸，沟中水位较低时，开闸自流放水；洪水期沟中水位高于平硐硐口时关闸，用水泵向堤外的沟中排水。5如浚深、拓宽河床或修筑防洪堤有困难，或经济上不合理，可在主沟或支沟的适当位置修建水库，以减小洪峰流量。,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,28,5.3.2山区矿井地表水的防治5治理小窑、采空区的塌陷坑或岩溶塌陷坑．可根据情况，分别采用围、堵、截流、疏导、填土夯实及设泵站排水等措施。6有泥石流灾害的矿区，应治山治坡，植树种草。工业场区和生活区要避开泥石流，必要时应修建拦洪坝和疏导工程。在易发生滑坡和塌方处的上游，应修建排水截流设施。下部修筑挡土墙。,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,29,5.3.3平原区矿井地表水的防治1受河流泛滥威胁的矿区，又无条件提高河流防洪标准或进行河流改道时，矿井井口、工业广场、主要交通线及生活区的地面，应相应加高。条件不允许时，须在上述地区的周围修筑堤坝。2受内涝威胁的矿区，应按河网化方式，开挖防洪排涝渠道系统，修建防洪排涝泵站，排除内涝积水。对有向井下溃水危险的塌陷坑洞，应用块石或片石、砂和粘土填实或围堤设泵排水。3对不符合在地表水体下采煤的地段，必须先排除地表积水，后采煤。或者采取其它有效的措施。4经查明，河流或其它地表水体直接或间接成为矿井充水水源，对矿井安全有严重影响时，可视具体条件，在渗漏段或点，分别采取铺底、改道、或截流截源等防渗措施，排除积水，并应填土夯实。,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,30,5.3.4山前和低山丘陵区矿井地表水的防治5.3.4.1受洪水威胁的山前平原矿井1有条件者应在山区修建水库，减轻山洪的侵袭程度。2在山坡挖鱼鳞坑，植树造林，延缓山洪汇集的时间。3在山脚下开挖迎山截水沟，消除山洪对矿区的威胁。5.3.4.2受洪水威胁的低山丘陵区矿井除采取与山前平原矿井同样的防治措施外，尚应在开采区外围开挖环形排（防）洪渠道，构筑防洪圈，截泄山洪，以避免山洪流入或集中通过矿区。,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,31,5.3.4山前和低山丘陵区矿井地表水的防治5.3.4.3受洪水威胁的山前及低山丘陵区矿区1要充分利用地形，修建排洪渠道系统，导流疏水。2对井下安全生产有影响而又无条件自然泄水的积水塌陷区或洼地，须建抽水站排水。3若区域主干河流向矿区支流或防排洪渠道倒灌，严重威胁矿区安全时，应在支流渠出口处建闸并没泵站排水防涝。4对向井下漏水的河流、渠道、采空塌陷坑，汛期前一定要完成防掺、堵泥、填坑或改道工程。5在有严重岩溶塌陷的矿区，必须1对流经岩溶塌陷区或坑）的河流,应视当地具体条件，修建人工河床、渡槽或进行河流改道。2对岩溶塌陷坑洞，应视其水文地质条件，松散层厚度、岩性及塌馅坑洞的规模、地理位置，采取填石块、粘土夯实、浇灌混疑上，或在外围修堤等措施。,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,32,5.3.5地表水防治工程,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,5.2,33,5.3.5地表水防治工程,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,5.3,34,5.3.5地表水防治工程,,矿井水灾及其防治5.3地表水的防治,5.4,35,5.4.1探水的原则采掘工作必须执行“有疑必探，先探后掘”的原则，因而，遇到下列情况之一时，必须探水。1接近水淹的井巷、老空、老窑或小窑时。2接近含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞和陷落柱时，或通过它们之前。3打开隔离煤柱放水前。4接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带或裂隙发育带时。5接近可能突水的钻孔时。6接近有水或稀泥的灌浆区时。7采动影响范围内有承压含水层或含水构造，或煤层与含水层间的隔水岩柱厚度不清，可能突水时。8接近水文地质条件复杂的地段,采掘工作有突水征兆或情况不明时。9采掘工程接近其它可能突水地段时。,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,36,5.4.2探放老空水5.4.2.1探放老空水的原则探放老空水除了应遵循一般探放水原则外，还应遵循下述探放老空水的原则。1积极探放当老空区不在河沟或重要建筑物下面，排放老空区内积水不会过分加重矿井排水负担，且积水区之下又有大量的煤炭资源急待开采时，这部分积水应千方百计地放出来，以彻底解除水患。2先隔离后探放与地表水有密闭水力联系的老空水，雨季可能接受大量补充；或老空的涌水量较大，水质不好酸性大；为避免长朗负担排水费用，对这种积水区应先设法隔断或减少其补给水量，然后行进行深水；若隔断水源有困难无法进行有效的探放．则应留设煤岩柱与生产区隔开，待到矿井生产后期再进行处理。3先降压后探放对水量大、水压高的积水区，应先从顶、底板岩层打穿层放水孔，把水压降下来，然后再沿煤层打探水钻孔。4先堵后探放当老空区为强含水层水或其它大小水源水所淹没，出水点有很大的补给量时，一般应先堵住出水点，而后再探水放水。,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,37,5.4.2探放老空水5.4.2.2探放老空水钻孔布置方式,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.5倾斜煤层平巷探放水钻孔布置,38,5.4.2探放老空水5.4.2.2探放老空水钻孔布置方式,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.6倾斜煤层上山探放水钻孔布置,39,5.4.2探放老空水5.4.2.2探放老空水钻孔布置方式,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.7石门探放水钻孔布置,40,5.4.2探放老空水5.4.2.2探放老空水钻孔布置方式,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.8隔水墙外探放水钻孔布置,41,5.4.2探放老空水5.4.2.2探放老空水钻孔布置方式,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.9巷道探放水钻孔布置,42,5.4.2探放老空水5.4.2.2探放老空水钻孔布置方式,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.10地面钻孔探放水钻孔布置,43,5.4.2探放老空水5.4.2.2探放老空水钻孔布置方式,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,5.11,44,5.4.2探放老空水5.4.2.3探放老空水与掘进结合,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.12上山巷道探水钻孔施工方法示意,45,5.4.2探放老空水5.4.2.3探放老空水与掘进结合,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.13平双巷掘进巷道探水施工方法,46,5.4.2探放老空水5.4.2.3探放老空水与掘进结合,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.14平巷和开切眼结合掘进探水施工方法,47,5.4.3探放断层水5.4.3.1探放断层水的原则凡遇下列情况都必须探水1采掘工作面前方或附近有含导水断层存在，但具体位置不清，或控制不够严密时。2采掘工作面前方或附近，预测有断层存在，但其位置和含导水性不清，有可能突水时。3采掘工作面底板隔水层厚度与实际承受的水压都处于临界状态即等于安全隔水层厚度和安全水压的临界值，在掘进工作应前方和采面影响范围内，是否有断层情况不清，一旦遭遇很可能发生突水时。4断层已为巷道揭露或穿过，暂对没有出水象征，但出于隔水层厚度和实际水压已接近临界状态，在采动影响下，有可能引起突水，需要探明其深部是否己和强含水层连通，或有底板水的导升高度时。,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,48,5.4.3探放断层水5.4.3.1探放断层水的原则5井巷工程接近或计划穿过的断层浅部不含导水，但在深部有可能突水时。6根据井巷工程和留设断层防水煤柱等的特殊要求，必须探明断层时。7采掘工作面距已知含水断层60m时。8采掘工作而接近推断含水断层100m时。9采区内小断层使煤层与强含水层的距离缩短时。10采区内构造不明，含水层水压又大于23MPa时。,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,49,5.4.3探放断层水5.4.3.2探查的主要内容1断层的位置，产状要素、断层带宽度及伴生构造和其导水性、富水性等。2断层带的充填物及充填程度和胶结物及胶结程度；断层两盘外带裂隙、岩溶发育情况及其富水性。3断层两盘对接部位的岩性及其富水性，煤层与强含水层的实际间距即隔水层的厚度。4断层与其它含导水断层、陷落柱或其它水体交切部位及其富水性。5如为迭瓦式断层，应确定其综合断距。6查明并记录探断层水钻孔在不同深度的水压、水量或冲洗液漏失量，并确定或判断底板水在隔水层中的导升高度。,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,50,5.4.3探放断层水5.4.3.3断裂构造岩带断裂带分布及其充水特征,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,51,5.4.3探放断层水5.4.3.3断裂构造岩带断裂带分布及其充水特征,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,52,5.4.3探放断层水5.4.3.3探放断层水方法,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.15工作面前方已知或预测有含水的断层的探查,53,5.4.3探放断层水5.4.3.3探放断层水方法,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,图5.16巷道实见断层含水层探查,54,5.4.3探放断层水5.4.3.4沿岩层探断层、陷落柱或强含水层安全距离,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,55,5.4.4探放陷落柱水在探放陷落柱水钻孔的布置及施工中，应注意以下一些问题。1水压大于23MPa的陷落柱原则上不沿煤层布孔，而应布在底板岩层中，因为沿煤层埋没的孔口安全止水套管，很可能被高压水突破。2孔口安全装置和安全注意事项与探高压断层水要求相同。3要提高岩心采取率，及时进行岩心鉴定，作好断层破碎带和陷落柱的分析，编制好水文地质图表。4严格执行钻孔验收和允许掘进距离的审批制度。5监测并记录孔内水压、水量和水质的变化，发现异常应加密或加深钻孔。争取直接探到陷落拄。6探到陷落柱无水或水量很小，要用泵进行略大于区域静水压力的压水试验，检验其导水性。同时要向其深部布孔，了解深部的含导水性和底板强含水层水的导升高度。7钻孔探测后必须注浆封闭．并作好封孔记录，注浆结束压力应大十区域静水压力的1.5倍。,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,56,5.4.4导水钻孔的探查与处理1能在地面找到位置的有导水嫌疑的钻孔，应在地面安装钻机进行检查处理。检查钻进中，应防止中途偏斜，一般需要专门的导向钻头，用中、慢速扫孔钻进，一旦出现偏离要及时纠正。扫到原孔深，核对或重新取得涌漏水资料后，重新封孔。2不便在地面找孔启封的．水压低于2MPa，水量预计小于5m3／min的钻孔，可在井下探水找孔封堵。3当导水钻孔的位置比较确切，有测斜资料可以定位，但地面启封和井下探查处理都有困难时，可留设防水煤柱。,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,57,5.4.5探放含水层水5.4.5.1顶板含水层水的探放1石门揭露含水居之前，应按要求预留超前距，布置扇形钻孔进行超前探水。2在开拓井巷之前，回采导水裂隙带可能破坏顶板含水层时,应通过附近巷道的实际观测，找出构造裂隙比较发育而可能突水的地段，布置探查孔，进行放水试验，了解水压和水的补给量、储存量，将水流放出来后进行回采。3通过探查，证实本含水层与隔含水层或其它水体未发生水力联系，且采区有足够的排水能力时，可在采区最低部位首先回采，实行采动放水；也可以结合生产开拓的需要，直接在含水层内掘巷道放水。,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,58,5.4.5探放含水层水5.4.5.2底板含水层水的探放1地面钻探有煤层底板突水危险的煤田，在地质勘探阶段就要探查突水的水文地质条件。生产补充勘探阶段应列为重点。2地面物探根据条件和可能，应积极采用地震勘探、电法勘探、孔间透视和航空遥感等手段，普查控制。3井下物探放射性测量利用开拓巷道已大大接近主要含水层的条件，用物探方法探测主要含水层的界面，了解隔水层厚度，底板含水层的富水带及其地下水沿构造裂隙上升的原始导高，采动矿山压力对底板隔水层的破坏和影响深度，必要的孔间透视等。4钻探这是目前的主要手段。根据采区需要在布置探断层孔的基础上，再布置一部分探含隔水层的钻孔。此类钻孔，既可打垂直孔，也可打不向倾角的斜孔。,,矿井水灾及其防治5.4井下探放水,59,5.5.1矿井疏干过程5.5.1.1疏干勘探1进一步查明矿区疏干所将要的水文地质资料。2确定疏干的可能性，提出疏干方案。5.5.1.2试验疏干试验性疏干方案的正确性表现在矿井开采初期能降低水位，并能经过612个月，尤其是雨季的考验。要尽可能利用疏千勘探工程，并补充疏干给水装置。通过试验，视疏干效果及残余水头的状况，进行工积调整。5.5.1.3经常性疏干经常性疏于是生产矿井日常性的疏干工作。随着开采范围的扩大和水平的延伸，疏干工作要不断地进行调整、补充，甚至重新制定疏干方案，以满足矿井生产的要求。,,矿井水灾及其防治5.5疏水降压,60,5.5.2矿井疏干方式有三种地表式一从地表进行疏干，地下式一在地下进行疏干；联合式一同时采用上述两种方式或多井同时疏干。日前达三种硫干方式皆有采用，5.5.2.1地表疏干主要用在预先疏干阶段，是在地表钻孔中用潜水泵预先降低含水层的水位或水压的疏下方式，常用于煤层赋存浅的露天矿。随着高扬程、大流量潜水泵的出现，井工矿亦可采用这种方式。地表潜水泵预先疏干较之井下并行流干方式，具有建设速度快，投资和经营费用较少，安全可靠等优点，且水质未受煤层污染，对工业及民用供水有利。地表潜水泵预先疏干取决于含水层的渗透性、水位高度、干扰系数、钻探设备、排水设备等项条件。,,矿井水灾及其防治5.5疏水降压,61,5.5.2矿井疏干方式有三种地表式一从地表进行疏干，地下式一在地下进行疏干；联合式一同时采用上述两种方式或多井同时疏干。日前达三种硫干方式皆有采用，5.5.2.2地下疏干地下疏干主要用在并行疏干阶段，通常采用巷道疏干含疏干水平不同和井下钻孔放水孔和吸水孔疏干的方法。5.5.2.3联合疏干联合疏干常用于水文地质条件复杂的矿井，或水文地质条件趋向恶化的老矿井。由于经济上和安全上的考虑，单纯疏干或单一矿井的井下疏于不能满足矿井生产要求时，应考虑采用井上下配合或多井的联合疏干方式。,,矿井水灾及其防治5.5疏水降压,62,5.6注浆堵水注浆堵水是防治矿井水害的重要方法之。它已广泛应用于封堵突水点恢复被掩矿井，截流堵水减少矿井涌水量，井巷堵水过含水层或导水断层，以及井筒掘凿前的注浆等，其优点是；1减轻矿井排水负担，节省排水用电，从而降低了吨煤成本。2有利于地下水资源的保护和利用。3改善采掘工程的劳动条件，提高工效和质量。4加固井巷或工作面的薄弱地段，减少突水机率。5能使被淹矿井迅速恢复生产。,,矿井水灾及其防治5.6注浆堵水,63,5.6.1注浆堵水前的水文地质工作1通过对已有水文地质资料的整理分析，进行野外地质调查和必要的补充钻探。2布设地下水动态观测网，进行堵水前、后和堵水过程中三个阶段的动态观测，并编制注浆观测孔历时曲线和等水位压线图。3对与堵水有关的钻孔，尤其是注浆孔进行认真的水文地质编录，并作出详尽的钻孔水文地质综合成果图。4因地制宜地进行连通试验。5利用钻孔和被掩矿井作抽放水试验，了解各含水层与突出水口点的水力联系情况。通过工程前后放水资料对比，评价堵水效果。6注浆前每孔都要进行压水试验，以达到下列目的。,,矿井水灾及其防治5.6注浆堵水,64,5.6.2注浆堵水的一般施工工艺流程1分析注浆工程的水文地质条件，必要时打试探钻孔。2注浆方案设计3施工注浆孔4建立注浆站5注浆系统试运行，并对管路做耐压试验6钻孔冲洗与压水试验7造浆注浆8观察与记录9注浆结束后压水10关孔口阀，拆洗孔外注浆管路及设备11打开孔口阀，提取止浆塞或再次注浆12封孔13分析、检查注浆效果,,矿井水灾及其防治5.6注浆堵水,65,5.6.3注浆材料,,矿井水灾及其防治5.6注浆堵水,66,5.6.3注浆材料,,矿井水灾及其防治5.6注浆堵水,67,